高考化学备考 优生百日闯关系列 专题03 化学反应与能量（含解析）

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求专题03 化学反应与能量1【2015新课标卷】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3回答下列问题：（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOC OHOCHE/（kJ.mol-1）4363431076465413由此计算H1 kJmol-1，已知H2-58kJmol-1，则H3 kJmol-1。【答案】（1）99；41【考点定位】本题主要是考查反应热计算、盖斯定律应用、平衡常数以及外界条件对平衡状态的影响等【名师点晴】本题从知识上考查了热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，考查了学生对知识理解、综合运用能力。将热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，碳、氮及其化合物的性质等知识同低碳经济、温室气体的吸收等环境问题联系起来，充分体现了学以致用的目的，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。2【2015江苏卷】烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H=2009kJmol1NO(g)1/2O2(g)=NO2(g) H=582kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g) H=2416kJmol1（1）反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H=_molL1。【答案】（1）317.3；【考点定位】考查反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识【名师点睛】本试题涉及了热化学反应方程式的计算、根据图像推断可能出现的原因、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识，也就是主要体现化学反应原理考查，让元素及其化合物的性质做铺垫，完成化学反应原理的考查，让学生用基础知识解决实际问题，知识灵活运用。1、热化学方程式书写需要注意：H的单位“kJmol1”的含义：“kJmol1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应的能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，此反应的反应热是指每摩尔反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)放出的热量为483.6 kJ。H与化学反应方程式的写法有关，如H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1。另外反应热还与反应物的状态有关，如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1。怎样理解可逆反应中的反应热？无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1，H是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q196.64 kJ。“五看”法判断热化学方程式的正误:a、看方程式是否配平；b、看各物质的聚集状态是否正确；c、看H的“”、“”符号是否正确；d、看反应热的单位是否为kJmol1；e、看反应热的数值与化学计量数是否对应。要注明反应温度和压强，若反应在298K和1.013105Pa条件下进行，可不予注明；热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数；各物质系数加倍，H加倍；反应逆向进行，H改变符号，数值不变。一定要区别比较“反应热”、“中和热”、“燃烧热”等概念的异同。2、反应热(H)的大小比较对于放热反应来说，HQkJ/mol，虽然“”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，H反而越小。如：（1）同一反应，生成物状态不同时，例如A(g)B(g)C(g)H10，A(g)B(gC(l)H20，因为C(g)C(l)H30，则H3H2H1，所以H2H1。（2）同一反应，反应物状态不同时，例如S(g)O2(g)SO2(g)H10S(s)O2(g)SO2(g)H20，H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。（3）两个有联系的不同反应相比，例如C(s)O2(g)CO2(g)H10，C(s)1/2O2(g)CO(g)H20，根据常识可知CO(g)1/2O2(g)CO2(g)H30又因为H2H3H1，所以H2H1。3、盖斯定律：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。（1）考查化学反应中能量变化及能量图像。（2）考查热化学反应方程式的书写；（3）考查反应热的计算以及盖斯定律的应用；（4）将化学反应中能量变化与化学反应速率与化学平衡、氧化还原反应、电解原理、生产生活等联系起来，综合考查。热化学方程式的书写写写出配平的化学方程式注注明物质的聚集状态标在热化学方程式的右边表明H的数值、单位和符合反应热的计算理清已知条件确定题目给出了哪些条件选择合适方法1、键能H=反应物的总键能-生成物的总键能；（必须弄清楚物质的结构）2、热化学方程式H与各物质的物质的量对应成比例3、盖斯定律根据盖斯定律可以对两个或两个以上的热化学方程式进行四则运算而得出一个新的热化学方程式4、燃烧热 对于燃烧热反应有Q=n|H|列式进行计算根据不同的方法列式计算、注意单位之间的换算可归纳为：已知的条件及考查的内容是什么审题析题解题明确是考查基本概念，还热化学方程式的书写，还是反应热的计算或盖斯定律的应用根据不同的考查方向，明确不同的方法运用恰当的分析分析方法进行解题，注意细节和相关概念的辨析。得出结果，进行检查对照基本概念、书写注意事项，对解题的结果进行检查，验证。1【2015广东卷】用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，（1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，其中，反应为：2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) H1反应生成1molCl2(g)的反应热为H2，则总反应的热化学方程式为 , (反应热用H1和H2表示)。【答案】(1) 2HCl(g) + 1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g) H=H1+H2【考点定位】本题主要考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动、化学平衡常数的大小比较、化学图像的绘制以及化学反应速率的计算。【名师点睛】利用盖斯定律进行热化学方程式计算时先要观察分反应中物质在总反应的位置，运用“同边相加异边减”的方法将分反应转化为总反应。化学反应速率的计算时弄清楚物质浓度的改变，再利用公式进行计算。化学平衡的问题通常涉及到平衡状态的判断、平衡的移动、平衡的有关计算等，平衡的判断抓住两个根本标志：各物质的浓度不再变化、同种物质的生成速率和消耗速率相等。平衡移动判断时分析清楚反应两边气体的系数大小、反应时吸热还是放热等。有关化学平衡的计算则一定要用“三段式”。在绘制图像时通常题目会有参考的曲线，在分析新的条件与原曲线的关系的基础上进行绘制。2【2015新课标卷理综化学】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：（3）已知反应2HI(g) =H2(g) + I2(g)的H= +11kJmol1，1mol H2(g)、1mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。【答案】（3） 299 【解析】试题分析：（3） 键能一般取正值来运算，H=E（反应物键能总和）E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：+112x（436+151），解得x =299。【考点定位】化学平衡常数计算；化学平衡知识的综合运用；本题属于各类平衡知识的综合运用，试题难度为很难等级。【名师点晴】本题偏难。前三小题虽是常规考点，难度为一般等级。最后一小题赋分10分，难度偏大。考生不容易进入题设情景。（4）问小问质量作用定律那部分，关键是要记得平衡标志之一v正= v逆，找到k正、k逆和K的联系就已突破。（4）问小问的图像要能快速识别左边曲线是逆反应速率随x(H2)的变化，右边曲线是正反应速率随x(HI)的变化（仔细看了下图，好像已标明v正、v逆，不标也可按解析的方法分析）。虽然横坐标的坐标是共用的，但在左、右两边横坐标的含义是不同的。分析平衡移动导致横坐标变化时一定要注意这一点。3（1）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据下图回答下列问题：(a)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_ ；(b)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_H3(填“大于”“小于”或“等于”)。（2）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。这两步的能量变化示意图如下：(a)第二步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是_ 。(b)1molNH4+(aq)全部氧化成NO2-(aq)的热化学方程式是_。【答案】（1）(a) Cl2(g)P(s)=PCl3(g) H306 kJ/mol ；(b)399 kJ/mol ；等于；（2） (a)放热；H73 kJ/mol(或反应的总能量大于生成物的总能量)；(b)NH4+ (aq)O2(g)=NO2- (aq)2H(aq)H2O(l) H273 kJ/mol考点：考查反应热、热化学反应方程式的书写等相关知识。4【2014新课标卷】乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式 。（2）已知：甲醇脱水反应 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)DH123.9KJmol1甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)C2H4 (g)2H2O(g)D H229.1KJmol1乙醇异构化反应 CH3CH2OH(g)CH3OCH3(g)D H3+50.7KJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)的DH KJmol1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是： 。【答案】（1）C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H ; C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4;(2) -45.5 污染小，腐蚀性小等；【解析】（1）根据题意可得乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C2H5OSO3H）的方程式：C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; 硫酸氢乙酯发生水解反应得到乙醇：C2H5OSO3HH2O=C2H5OH+ H2SO4；（2）根据盖斯定律可知：化学反应放出的能量多少与反应途径无关，而只与物质的开始状态及终止状态有关。将几个方程式进行叠加：，整理可得C2H4 (g)H2O(g)C2H5OH(g)，H（23.9+29.150.7）KJ/mol=45.5 KJ/mol；通过比较气相直接水合法和间接水合法使用的原料、产物可以发现：气相直接水合法具有污染小，腐蚀性小等的优点；【考点地位】本题主要是考查方程式书写、反应热计算、平衡状态计算及外界条件对平衡状态的影响等【名师点晴】本题以乙醇的制取方法为线索考查化学反应原理、方程式的书写、化学平衡移动原理、物质制取方案的比较、反应条件的选择、盖斯定律的应用、反应热、化学平衡常数的计算的知识。考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。体现了化学是一门实用性学科，从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。5【2015山东卷】合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。（3）贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为T时：CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) H=+165KJmolCO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41KJmol【答案】（3）CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) H=206kJmol1【考点定位】本题以合金贮氢材料为背景，考查了元素守恒的应用、化学反应速率的计算、焓变的判断、化学平衡移动及影响因素、热化学方程式的书写。【名师点睛】本题素材选取新颖，化学反应速率与化学平衡完全围绕图像展开，这就要求考生具有较强的读图能力，能够快速的从图表中得到有用的数据，是解答本题的关键，本题第二小题为创新的题型，定义了一个新的陌生物理量，并且对该物理量进行分析，这就要求考生们对平时所学知识做到深入理解、活学活用，才能顺利的解答，第3小题为热化学方程式的书写，为常规题目，只要考生注意正负号、物质的状态以及数值的计算等，即可得到正确答案。6（12分）氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料，围绕合成氨人们进行了一系列研究（1）氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同。（2）已知：2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) H = -483.6 kJ/mol3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) H = -92.4 kJ/mol（1）计算断裂1 mol NN键需要能量 kJ，氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键键 （填“强”或“弱”），因此氢气与二者反应的条件不同。（2）固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程：N2 (g) + O2 (g) = 2NO (g) H = +180.8 kJ/mol